WO2006049069A1

WO2006049069A1 - はんだ接合用ペーストおよびこれを用いたはんだ接合方法

Info

Publication number: WO2006049069A1
Application number: PCT/JP2005/019749
Authority: WO
Inventors: Tadashi Maeda; Tadahiko Sakai
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2004-11-04
Filing date: 2005-10-27
Publication date: 2006-05-11
Also published as: KR100776114B1; TW200621412A; EP1808265A4; TWI329545B; US8083121B2; US20080048009A1; CN1910974A; CN1910974B; KR20070043691A; JP4200325B2; EP1808265A1; JP2006134982A

Abstract

　はんだ接合による電子部品実装時にバンプと回路電極との間に介在させて用いる金属粉入りのフラックスを提供する。金属粉は、錫や亜鉛などの金属で形成されたコア金属とこのコア金属の表面を被覆する金や銀などを含む表面金属とを有している。これにより、リフロー後に金属粉がマイグレーションを起こしやすい状態で残渣として残留することがなく、はんだ接合性と絶縁性の確保を両立させることができる。

Description

明細書

はんだ接合用ペーストおよびこれを用いたはんだ接合方法

技術分野

[0001] 本発明は、はんだ接合に用いられるはんだ接合用ペーストおよびこれを用いたはんだ接合方法に関する。

背景技術

[0002] 電子部品を基板へ実装する際の接合方法として、従来からはんだ接合が広く用いられている。はんだ付けの形態としては、電子部品に設けられた接合用電極としての金属バンプをはんだによって形成する方法や、基板の電極表面にはんだ層を形成するはんだプリコートなど各種の方法が用いられる。近年環境保護の観点から、上述のはんだ付けにぉ、て有害な鉛をほとんど含まな、、わゆる鉛フリーはんだが採用されるようになつている。

[0003] 鉛フリーはんだは従来用いられていた鉛系はんだとは成分組成が大きく異なるため、はんだ接合過程において用いられるフラックスについても、従来一般に用いられて V、たものをそのまま使用することができな、。すなわち従来のフラックスでは活性作用が不足し、はんだ表面の酸ィ匕膜除去が不十分で良好なはんだ濡れ性が確保され難い。このようなはんだ濡れ性が劣るはんだを対象として、フラックス成分中に銀などはんだ濡れ性に優れた金属より成る金属粉を混入した組成のフラックスが特開 2000— 31210号公報に開示されている。このようなフラックスを使用すること〖こより、リフロー過程において溶融したはんだをフラックス中の金属粉の表面に沿って濡れ拡がらせ、溶融したはんだを接合対象の電極まで導くことができる。しかしながら上記フラックスには、金属粉の含有割合によつては以下のような課題を生じる場合があった。

[0004] 近年ははんだ接合後にフラックス成分除去のための洗浄を省略した無洗浄工法（以後無洗浄工法と、う）が主流となって、ることから、リフロー後にはフラックス分ははんだ接合部の周囲に残渣として付着したまま残留し、フラックス中に含有された金属粉もはんだ接合部の周囲に残留する。

[0005] このとき、金属粉の残留量が多!、場合には、マイグレーションによる絶縁不良を生じる可能性がある。そしてこの絶縁不良を防止するために金属粉の含有量を少なくすると、リフロー時に金属粉によって溶融はんだを導く効果が低下し、はんだ接合性の低下を招く。このように、金属粉を含有したフラックスなどの従来のはんだ接合用ぺーストには、はんだ接合性の維持と絶縁性の確保とを両立させることが難しいという課題があった。

発明の開示

[0006] 本発明のはんだ接合用ペーストは、はんだ部が形成された第 1の電極を第 2の電極にはんだ付けする際にはんだ部と第 2の電極の間に介在させるはんだ接合用ぺーストであって、榭脂成分より成る液状の基剤と、はんだ部の表面に生成した酸ィ匕膜を除去する活性剤と、コア金属とこのコア金属の表面を覆う表面金属とを含有する金属粉とを有し、表面金属ははんだ部を形成するはんだに対する濡れ性のょ、金属にて形成され、コア金属はリフローによる加熱により表面金属を固溶して内部に取り込むことが可能な金属にて形成されている。

[0007] さらに、本発明のはんだ接合方法は、はんだ部が形成された第 1の電極を第 2の電極にはんだ接合するはんだ接合方法であって、榭脂成分より成る液状の基剤と、はんだ部の表面に生成した酸ィ匕膜を除去する活性剤と、コア金属とこのコア金属の表面を覆う表面金属とを含有する金属粉とを有するはんだ接合用ペーストをはんだ部もしくは第 2の電極の少なくとも一方に塗布するステップと、第 1の電極と第 2の電極を位置合わせすることによりはんだ接合用ペーストをはんだ部と第 2の電極との間に介在させるステップと、加熱によってはんだを溶融させて金属粉の表面伝いに濡れ拡がらせることにより溶融したはんだを第 1の電極と第 2の電極とに接触させるとともに、表面金属をコア金属の内部に拡散させて取り込むステップと、溶融したはんだを第 1の電極と第 2の電極とに接触させた後に溶融したはんだを固化させるステップとを有する。

[0008] 本発明によれば、リフロー時にぉ、て溶融はんだを導く効果を目的として混入される金属粉は、コア金属とこのコア金属の表面を覆う表面金属とを含有し、表面金属ははんだとの濡れ性のよい金属にて形成し、コア金属はリフローによる加熱により表面金属を内部に取り込むことが可能な金属にて形成する。このようにして、リフロー後に金属粉がマイグレーションを起こしやす、状態で残渣として残留することがなく、はんだ接合性と絶縁性の確保とを両立させることができる。

図面の簡単な説明

[図 1A]図 1Aは本発明の一実施の形態の電子部品実装の工程を説明する図である。

[図 1B]図 1Bは本発明の一実施の形態の電子部品実装の工程を説明する図である。

[図 1C]図 1Cは本発明の一実施の形態の電子部品実装の工程を説明する図である。

[図 2A]図 2Aは本発明の一実施の形態の電子部品実装の工程を説明する図である。

[図 2B]図 2Bは本発明の一実施の形態の電子部品実装の工程を説明する図である。

[図 2C]図 2Cは本発明の一実施の形態の電子部品実装の工程を説明する図である。

[図 3A]図 3Aは本発明の一実施の形態のはんだ接合用ペーストを用いたはんだ接合過程を説明する図である。

[図 3B]図 3Bは本発明の一実施の形態のはんだ接合用ペーストを用いたはんだ接合過程を説明する図である。

[図 3C]図 3Cは本発明の一実施の形態のはんだ接合用ペーストを用いたはんだ接合過程を説明する図である。

[図 4A]図 4Aは本発明の一実施の形態のはんだ接合用ペーストに混入される金属粉の断面図である。

[図 4B]図 4Bは本発明の一実施の形態のはんだ接合用ペーストに混入される金属粉の断面図である。

[図 4C]図 4Cは本発明の一実施の形態のはんだ接合用ペーストに混入される金属粉の断面図である。

[図 5A]図 5Aは本発明の一実施の形態の電子部品実装におけるはんだ接合用べ一ストの供給方法を説明する図である。

[図 5B]図 5Bは本発明の一実施の形態の電子部品実装におけるはんだ接合用べ一ストの供給方法を説明する図である。

[図 5C]図 5Cは本発明の一実施の形態の電子部品実装におけるはんだ接合用べ一ストの供給方法を説明する図である。

符号の説明 [0010] 1 基板

2 回路電極

3 フラックス

4 電子部品

4B 外部接続用電極

6, 6Z バンプ

8 金属粉

8A コア金属

8B 表面金属

発明を実施するための最良の形態

[0011] 次に本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、図面は模式図であり、各位置を寸法的に正しく示すものではない。

[0012] (実施の形態）

まず図 1〜図 2を参照して、本発明のはんだ接合用ペーストを用いたはんだ接合による電子部品実装について説明する。本実施の形態では、上面に回路電極 2 (第 2 の電極)が形成された基板 1に、電子部品 4をはんだ接合により実装する。図 1Aに示すように、電子部品 4は、上面に部品実装部 5が設けられた榭脂基板 4Aの下面に外部接続用電極 4B (第 1の電極)を設け、さらに外部接続用電極 4Bにはんだ部としてのバンプ 6を形成した構成となっている。バンプ 6は、微細粒状のはんだボールを外部接続用電極 4Bにはんだ接合して形成される。なおはんだとは、低融点の金属（例えば錫)または複数種類の金属の合金 (例えば銀 ·錫合金)をいう。本実施の形態では、これらの金属や合金中に鉛をほとんど含まな、鉛フリーはんだをはんだ材料として用いる。

[0013] 部品実装部 5は、榭脂基板 4Aの上面に実装された半導体素子（図示していない）を榭脂封止して形成されている。この榭脂封止工程においては、溶融状態の高温の榭脂をモールドキヤビティに注入し、榭脂を熱硬化させて榭脂モールドを形成した後、榭脂モールドをモールドキヤビティから取り外して大気中で冷却する。この冷却過程においては、基板 2と榭脂モールドの熱膨張係数の違いにより、榭脂基板 4Aの上面側の部品実装部 5が榭脂基板 4Aよりも大きく収縮する。その結果、電子部品 4全体は榭脂基板 4Aの端部が部品実装部 5側に反りを生じる形で変形する。

[0014] このため、電子部品 4の下面側に形成された複数のバンプ 6のうち、外縁部に位置するバンプ 6Zの下端部は、内側に位置するバンプ 6の下端部よりも反り変形による変位 Dだけ上方に位置している。したがって、各バンプ 6の下端部の高さは同一平面上にはなぐ後述するように電子部品 4を基板に搭載した状態において、バンプ 6Zと回路電極との間には隙間が生じる傾向にある。バンプ 6には、以下に説明するはんだ接合用ペーストであるフラックス 3が転写により塗布される。すなわち電子部品 4をフラックス 3の塗膜が形成された転写テーブル 7上に対して昇降させることにより、図 1Bに示すようにバンプ 6の下端部にはフラックス 3が転写塗布される。フラックス 3は、電子部品 4を以下に説明する基板 1へ実装するためのはんだ接合において、はんだ接合性を向上させるためにバンプ 6と回路電極 2の間に介在させて用いられる。

[0015] ここでフラックス 3の組成について説明する。フラックス 3は、ロジンなどの榭脂成分を溶剤に溶解した粘度の高い液状の基剤に、添加成分として活性剤と金属粉 8とを混合したものである。活性剤は、バンプ 6の表面に生成したはんだの酸ィ匕膜を除去する目的で添加されるものであり、このような酸ィ匕膜除去能力を有する有機酸などが用いられる。なおここでは活性剤として、はんだ接合後の洗浄を必要としない低活性のもの（N (2—ヒドロキシェチル)イミノニ酢酸， m—ヒドロキシ安息香酸， L—フエ-ルァラニン，メサコン酸等）が用いられる。

[0016] 金属粉 8としては、図 4Aに示すように、中核体となるコア金属 8Aと、コア金属 8Aの表面を覆う表面金属 8Bとを有する構成のものが用いられる。この構成においては、コァ金属 8Aとして用いられる金属種を、錫（Sn)、亜鉛 (Zn)、鉛 (Pb)、インジウム (In) 力選択し、この金属種によって薄片状の金属箔を形成する。そしてこの金属箔の表面に、表面金属 8Bの被膜を電気めつきなどの方法で形成する。

[0017] ここで表面金属 8Bの金属種としては、バンプ 6に用いられるはんだの融点よりも高い融点を有し、し力も大気中で金属粉 8の表面に酸ィ匕膜を生成しないものであって、さらにバンプ 6を形成するはんだに対する濡れ性がよぐバンプ 6が溶融した流動状態のはんだが表面に沿って濡れ拡がりやすい材料が選定される。例えば、純度 90% 以上の金 (Au)、銀 (Ag)などの貴金属が好ましい。そしてフラックス 3への添加量は、金属粉 8を 1〜20体積％の範囲の割合で基剤中に混合することにより行われる。

[0018] ここで、コア金属 8Aと表面金属 8Bに用いられる金属種の組み合わせは、表面金属

8Bから内部のコア金属 8Aへの拡散（図 4B参照）がリフロー過程における加熱によつて容易に生じ、リフロー終了時において表面金属 8Bのコア金属中 8Aへの拡散が完了してほとんどコア金属 8A中に取り込まれるような拡散特性が実現される組み合わせが好ましい。すなわちこの構成においては、表面金属 8Bははんだとの濡れ性のよい金属にて形成され、コア金属 8Aはリフローによる加熱により表面金属 8Bを固溶して内部に取り込むことが可能な金属にて形成されて、る。はんだペースト 3に混入される金属粉としてこのような構成を採用することにより、無洗浄方式によるはんだ接合において後述するような優れた効果が得られる。金属粉としては、コア金属 8Aが錫もしくは錫を主成分とする合金（Sn—Ag系， Sn—Ag— Cu系、 Sn— Pb系、 Sn-Pb — Ag系、 Sn— Cu系、 n— Bi系、 Sn— Ag— Bi系、 Sn— Ag— Bi— In系、 Sn— Sb系、 Sn— In系、 Sn— Zn系、 Sn— Zn— Bi系、 Sn— Zn— Al系等）、表面金属 8B力 S銀という組合せが最も好ましい。

[0019] 次いで図 1Cに示すように、フラックス転写塗布後の電子部品 4は基板 1に実装される。電子部品 4の基板 1への実装は、加熱によりバンプ 6を溶融させて回路電極 2の上面にはんだ接合することにより行われる。これにより、それぞれの外部接続用電極 4Bが対応する回路電極 2に電気的に接続されるとともに、電子部品 4は溶融はんだが固化して形成されたはんだ接合部によって基板 1に固着される。

[0020] この実装過程においては、電子部品 4を基板 1上に位置させ、バンプ 6を回路電極

2に位置合わせして、基板 1に対して下降させる。そして、フラックス 3が塗布されたバンプ 6を回路電極 2に着地させ、所定の押圧荷重によって押圧する。これにより、バンプ 6のうち下端部が平均的な高さ位置にあるバンプ 6は、バンプ高さに多少のばらつきがあっても高めのバンプ 6が押圧力によって高さ方向に幾分つぶされることにより、下端部が回路電極 2の上面に接触する。これに対し外縁部に位置するバンプ 6Zは、他のバンプ 6が幾分押しつぶされて電子部品 4全体がその分だけ下降しても、なお下端部が回路電極 2の表面に接触せず、バンプ下面と回路電極 2との間に隙間が生じた状態となる。

[0021] 次に、バンプ 6を溶融させて回路電極 2にはんだ接合するはんだ接合過程について説明する。図 1Cに示す部品搭載後の基板 1は、リフロー炉に送られ加熱される。このとき図 2Aに示すように、下端部の高さが平均的な位置にある中央部付近のバンプ 6については下端部が回路電極 2に接触した状態で、また外縁部に位置するバンプ 6Zについては、下端部と回路電極 2の間にフラックス 3が介在した状態で、加熱が行われる。

[0022] そしてこの加熱により、バンプ 6, 6Zとも、回路電極 2にはんだ接合される力このときのはんだの挙動は、バンプ下端部が回路電極 2に接触しているか否かによって異なったものとなる。すなわち図 2Bに示すように、下端部が回路電極 2に接触しているバンプ 6では、バンプ 6が加熱によって溶融すると、溶融状態のはんだ 6Aは直ちにはんだ濡れ性のよい材質の回路電極 2の表面に沿って良好に濡れ拡がり、はんだ 6 Aによって外部接続用電極 4Bは回路電極 2と連結される。このとき、フラックス 3中に含まれる活性剤によってバンプ 6表面の酸ィ匕膜が除去される。

[0023] これに対し、バンプ 6Zにおいては、回路電極 2との間に隙間があることから、外部接続用電極 4Bと回路電極 2とのはんだ 6Aによる連結は、図 3A—3Cに示すような過程を経て行われる。

[0024] 図 3Aは、リフロー過程における加熱開始時の状態を示している。ここでバンプ 6Z の下端部と回路電極 2の表面 2Aとの間に介在するフラックス 3中の金属粉 8は、鱗片状のものを含んでいる。その結果、ランダムな姿勢で多数存在する金属粉 8によって、バンプ 6Zの下端部と、回路電極 2の表面 2Aとを結ぶ金属粉 8のブリッジ力高い確率で形成される（図 3A中の矢印 Aで示す部分参照)。

[0025] ここでブリッジとは、金属粉 8が相互に近接した状態で連続的に一繋がりとなって存在する状態をいう。そして近接した状態とは、 1つの金属粉 8の表面を濡らして覆っている流動状態のはんだが表面張力によってある厚みを形成するときに、そのはんだ厚みの表面が隣接する他の金属粉 8に接触するような間隔で複数の金属粉 8が存在する状態をいう。

[0026] すなわち、多数の金属粉 8がこのような近接状態で連続して存在することにより、一繋がりの一方側の金属粉 8に接触したはんだは、はんだ濡れ性のよい金属を含む金属粉 8の表面を包み込んで濡れ拡がることによって、順次隣接する金属粉 8に接触する。そしてこの濡れ拡がりによるはんだの流動が一繋がりの他方側まで連続して生じることにより、これらの一繋がりの金属粉 8は、図 3Bに示すように、バンプ 6Zの下端部と回路電極 2の表面 2Aとを結んではんだを流動させるブリッジとして機能する。

[0027] このとき、金属粉 8を構成する表面金属 8Bの材質として、通常用いられるはんだの融点よりも融点が高い金や銀などの貴金属を用いていることから、はんだの融点よりもさらに高温に加熱された場合においても、表面金属 8Bは確実に固体状態で存在する。すなわち、フラックス 3中にはんだ粒子を含有させたクリームはんだを用いるはんだ接合方法では、リフロー時の加熱によってクリームはんだ中のはんだ粒子も同時に溶融してしまい、隙間内で溶融はんだを橋渡しするブリッジ機能が得られない。一方、本実施の形態のフラックス 3では、上述のブリッジ機能を確実に果たすことができる。

[0028] そして、フラックス 3に用いられる金属粉 8は、高価な金や銀などの貴金属を、安価なコア金属 8Aの表面を覆う表面金属 8Bとして用いるように構成されているので、従来の金属粉入りフラックスにおいて高価な貴金属をそのまま粉体で用いる方法と比較して、大幅なコスト低減が可能となっている。なお、コア金属 8Aとして選択可能な金属種と銀との合金より成るはんだ (例えば Sn— Ag系はんだ）が既に存在するが、このようなはんだと本実施の形態における金属粉 8とは、金属粉 8によって奏される作用効果の面力明確に区別することができる。

[0029] ここで、金属粉 8の形状として、前述の金属を鱗片状に加工したものを用いることにより、鱗片形状の長手方向を隙間の橋渡し方向に向けた姿勢で存在する金属粉 8によってブリッジを形成し易くなり、比較的低!ヽ含有率で効率よくブリッジを形成することができる。そしてこのようなブリッジを伝ってはんだ 6Aが電極表面 2Aにー且到達すると、流動状態のはんだ 6Aははんだ濡れ性の良好な電極表面 2Aにそって濡れ拡がる。このはんだ 6Aの濡れ拡がりにより、電極表面 2A近傍のフラックス 3は外側に押しのけられ、当初回路電極 2との間に隙間を生じていたバンプ 6Zにおいても、外部接続用電極 4Bははんだ 6Aによって回路電極 2と全面的に連結される。 [0030] この場合においても、フラックス 3中に含まれる活性剤によって接合性が向上するが、前述のブリッジ形成効果により、バンプ表面の酸化膜が部分的にのみ除去されている場合においても良好なはんだ接合性が確保される。その結果、フラックス 3中に含まれる活性剤には強、活性作用は要求されな!ヽ。換言すれば金属粉 8の添加により、活性作用が弱い低活性フラックスの使用が可能となっており、はんだ接合後にフラックス 3が残留した状態においても回路電極 2が活性成分によって腐食される度合が低い。したがって後述する金属粉 8の特性による絶縁性向上効果との相乗効果によって、無洗浄工法においても、十分な信頼性を確保することができる。

[0031] 図 3Cは、リフロー工程における所定の加熱サイクルを終了して、冷却された状態を示している。すなわち、バンプ 6が溶融したはんだ 6Aが冷却によって固化することにより、外部接続用電極 4Bと回路電極 2とをはんだ接合により連結するはんだ接合部 1 6が形成される。はんだ接合部 16の電極表面 2A近傍には、はんだ付け過程においてはんだ中に取り込まれた金属粉 8が合金状態あるいは固溶状態で存在して、る。そして電極表面 2Aや回路電極 2の周囲には、フラックス 3から溶剤成分が蒸発した後の残渣 (榭脂成分や活性剤） 3Aが、はんだ接合部 16中に取り込まれなカゝつた金属粉 8とともに残留する。

[0032] 図 2Cは、このようにして外部接続用電極 4Bと回路電極 2を連結するはんだ接合部 16が全ての外部接続用電極 4Bと回路電極 2につヽて形成され、回路電極 2の周辺に上述の金属粉 8を含む残渣 3Aが残留付着した状態を示している。このように、はんだ接合の対象となる外部接続用電極 4Bと回路電極 2の組み合わせにお、て、外縁部に位置していたバンプ 6Zについては下端部と回路電極 2の間に隙間が生じていた場合にあっても、本実施の形態に示すはんだ接合用ペーストとしてのフラックス 3 およびはんだ接合方法を適用することにより、良好なはんだ接合性を確保することが可能となる。

[0033] ここで上述のリフロー工程における金属粉 8の変化について説明する。各金属粉 8 においては、加熱が «続されることにより図 4Bに示すように、表面金属 8Bがコア金属 8A中に拡散により徐々に取り込まれる。なおコア金属 8Aの金属種および加熱温度によっては、表面金属 8Bの拡散には液相のコア金属 8Aに拡散する場合と、固相のコア金属 8Aに拡散する場合とがある。いずれの場合も表面金属 8Bは徐々にコア金属 8A中に取り込まれる。そして表面金属 8Bが完全に取り込まれコア金属 8Aの表面が露呈されることにより、図 4Cに示すように、金属粉 8の表面にはコア金属 8Aが加熱により酸ィ匕した酸ィ匕膜 8Cが形成される。そしてこの酸ィ匕膜 8Cは、以下に説明するように、はんだ接合後の絶縁性を向上させるという効果を有する。

[0034] 無洗浄工法においては、図 2Cに示す残渣 3Aや金属粉 8はそのまま回路電極 2の周囲に残留する。金や銀をそのままはんだペーストに混入する金属粉として用いた場合には、残留量によっては回路電極間を電気的に腐食させて絶縁性を低下させるマイグレーションが発生するおそれがある。このため、従来は絶縁性の確保を勘案して金属粉の配合割合を低く抑える必要があり、この結果リフロー工程において溶融はんだを導くはんだ濡れ性向上効果が十分に実現されなヽ事態が生じてヽた。

[0035] これに対し、本発明の金属粉 8を用いることにより、はんだ接合工程後に金属粉 8が回路電極 2の周囲に相当量残留した場合にあっても、金属粉 8の表面は電気的に安定な酸ィ匕膜 8Cに覆われていることから、マイグレーションの発生がなぐ良好な絶縁性が確保される。したがって本発明の金属粉 8を用いることにより、はんだペースト中に十分な量の金属粉を混入することによってはんだ接合性を向上させるとともに、はんだ接合後の絶縁性を確保して実装信頼性を向上させることが可能となっている。

[0036] 換言すれば、本発明の金属粉 8を用いることにより、はんだ接合性と絶縁性のいずれにも優れた無洗浄タイプのフラックス 3が実現される。すなわち硬度が高くてバンプがつぶれにくい鉛フリーはんだによってバンプが形成された電子部品を対象とする場合において、電子部品のそり変形やバンプサイズのばらつきなどによってバンプと基板の回路電極との間に隙間が生じている状態においても、以下の効果を発揮する。すなわち、バンプが回路電極と正常にはんだ付けされない実装不良の発生を有効に防止することができるとともに、無洗浄工法を採用する場合にあっても良好な絶縁性を確保することができる。

[0037] 上述の電子部品実装におけるはんだ接合方法は、はんだ部としてのバンプ 6が形成された外部接続用電極 4Bを回路電極 2にはんだ接合するはんだ接合方法であつて、前述構成のフラックス 3をバンプ 6もしくは回路電極 2の少なくとも一方に塗布するステップと、バンプ 6と回路電極 2を位置合わせすることによりフラックス 3をバンプ 6と回路電極 2との間に介在させるステップと、加熱によってバンプ 6を溶融させて金属粉 8の表面伝いに濡れ拡がらせることにより溶融したはんだを回路電極 2に接触させるとともに、金属粉 8の表面金属 8Bをコア金属 8Aの内部に拡散させて取り込むステツプと、溶融したはんだを回路電極 2に接触させた後に溶融したはんだを固化させるステツプとを有している。

[0038] なお上述の例では、フラックス 3を塗布するステップにお!/、て、バンプ 6にフラックス 3を転写して塗布する例を示している力これ以外にも各種の方法を用いることができる。例えば図 5Aに示すように、デイスペンサ 9によってフラックス 3を吐出させることにより、回路電極 2へ供給するようにしてもよい。また、図 5Bに示すように、転写ピン 1 0によってフラックス 3を回路電極 2上に転写により供給するようにしてもよい。

[0039] さらには、図 5Cに示すように、スクリーン印刷によって回路電極 2上にフラックス 3を印刷するようにしてもょ、。すなわち基板 1上に回路電極 2に対応したパターン孔 11 Aが設けられたマスクプレート 11を装着し、スキージ 12によってパターン孔 11A内にフラックス 3を充填して回路電極 2の表面に印刷する。

[0040] なお上記実施の形態においては、第 1の電極が電子部品 4に形成された外部接続用電極 4Bであり、はんだ部が外部接続用電極 4Bに形成されたバンプ 6であり、バンプ 6を第 2の電極である回路電極 2にはんだ接合する例について説明した。しかし、本発明は上記実施の形態には限定されない。

[0041] 例えば第 1の電極が基板に形成された回路電極であり、はんだ部が回路電極に形成されたはんだプリコートであるような場合にも本発明を適用することができる。

[0042] さらに、本実施の形態に示すフラックス 3にはんだ粒子を混入させて、はんだペーストとして用いる場合にぉヽても、前述構成の金属粉 8をフラックス 3中に混入することにより、同様の効果を得ることができる。この場合には、リフロー過程において金属粉 8は、はんだペースト中に分散状態で存在するはんだ粒子が溶融する際に、溶融はんだを凝集させるための核として機能する。

[0043] すなわち金属粉 8の表面ははんだの濡れ性が良好であることから、金属粉 8に接触した溶融はんだは金属粉 8の表面を濡らしながら表面張力によって金属粉の表面伝いに移動し、やがて溶融はんだは 1つのまとまりとなって金属粉 8を包み込む。この溶融はんだの凝集効果により、鉛フリーはんだのように濡れ性に劣るはんだを用いる場合にあっても、良好なはんだ接合性を確保することができる。このはんだ濡れ性向上効果とともに、前述例と同様にはんだ接合後には金属粉 8の表面にはコア金属が酸化した電気的に安定な酸ィ匕膜が生成されていることにより、はんだ接合後のマイダレーシヨンの発生を防止して良好な絶縁性が確保される。

産業上の利用可能性

本発明は、接合不良や絶縁性の低下を招くことなく高品質のはんだ接合部を得ることができるはんだ接合用ペーストを提供する。そして、このペーストは電子部品を鉛フリーはんだによって基板にはんだ接合するはんだ接合方法に広く用いることができる

Claims

請求の範囲

[1] はんだ部が形成された第 1の電極を第 2の電極にはんだ付けする際に前記はんだ部と前記第 2の電極の間に介在させるはんだ接合用ペーストであって、

榭脂成分より成る液状の基剤と、

前記はんだ部の表面に生成した酸ィ匕膜を除去する活性剤と、コア金属と前記コア金属の表面を覆う表面金属とを含有する金属粉と、を有し、

前記表面金属は前記はんだ部を形成するはんだに対する濡れ性のよい金属にて構成され、前記コア金属はリフローによる加熱により前記表面金属を固溶して内部に取り込むことが可能な金属にて構成されて、ることを特徴とするはんだ接合用ぺ一スト。

[2] 前記コア金属は、錫、亜鉛、鉛、インジウム力選択され、前記表面金属は、金と銀のうちのいずれか一方を含むことを特徴とする請求項 1に記載のはんだ接合用ペースト

[3] 前記コア金属は、錫もしくは錫を主成分とする合金であり、前記表面金属は、銀を含むことを特徴とする請求項 2に記載のはんだ接合用ペースト。

[4] はんだ部が形成された第 1の電極を第 2の電極にはんだ接合するはんだ接合方法であって、

榭脂成分より成る液状の基剤と、前記はんだ部の表面に生成した酸化膜を除去する活性剤と、コア金属と前記コア金属の表面を覆う表面金属とを含有する金属粉とを有するはんだ接合用ペーストを前記はんだ部と前記第 2の電極のうちの少なくとも一方に塗布するステップと、

前記第 1の電極と第 2の電極を位置合わせすることにより前記はんだ接合用ぺ一ストを前記はんだ部と前記第 2の電極との間に介在させるステップと、

加熱によって前記はんだを溶融させて前記金属粉の表面伝いに濡れ拡がらせることにより溶融したはんだを前記第 1の電極と前記第 2の電極とに接触させるとともに、前記表面金属を前記コア金属の内部に拡散させて取り込むステップと、

溶融したはんだを前記第 1の電極と前記第 2の電極とに接触させた後に、前記溶融したはんだを固化させるステップと、

を有することを特徴とするはんだ接合方法。

前記コア金属は、錫、亜鉛、鉛、インジウム力選択され、前記表面金属は、金と銀のうちのいずれかを含むことを特徴とする請求項 4に記載のはんだ接合方法。

前記コア金属は、錫もしくは錫を主成分とする合金であり、前記表面金属は、銀を含むことを特徴とする請求項 5に記載のはんだ接合方法。